大学化学教程第5章 化 学 与 环 境 保 护

1、 生产者分解者消费者环境胎儿性水俣病发笑症（3岁开始）汞污染引起的胎儿性水俣病患者 h v在干净的空气中，在干净的空气中，SO2 氧化成氧化成SO3是是的的。 2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4 2H2SO3 + O2 2H2SO4 大气中的烟尘经常含有大气中的烟尘经常含有FeCl3、MgCl2、Fe2(SO4)3、MgSO4等，等，这些物质都是这些物质都是SO2氧化成氧化成SO3的催化剂。的催化剂。大气中的烟尘大气中的烟尘 h农作物减产农作物减产文物腐蚀文物腐蚀 工厂可以采取的措施有工厂可以采取的措施有 a) 安装烟气脱硫装置；安装烟气脱硫装置；b) 提高煤碳燃烧利用率；提高煤碳

2、燃烧利用率；c) 选择低硫煤；选择低硫煤；d) 使用天然气；使用天然气；e) 增加使用绿色能源的比例增加使用绿色能源的比例 。社会和公民可以采取的措施有：社会和公民可以采取的措施有：a) 用煤气或天然气代替烧煤，因为前两者燃烧后不产生酸性气体；用煤气或天然气代替烧煤，因为前两者燃烧后不产生酸性气体；b) 使用省电的电器，因为中国的大部分电力仍来自燃煤发电；使用省电的电器，因为中国的大部分电力仍来自燃煤发电；c) 乘坐公共交通，因为减少车辆数目就可以减少汽车尾气的排放乘坐公共交通，因为减少车辆数目就可以减少汽车尾气的排放量；量； d) 选择包装简单的商品，因为生产过度包装要多消耗电力；选择包装简

3、单的商品，因为生产过度包装要多消耗电力；e) 参与废物回收，因为使用回收的资源制造产品可以节省电力。参与废物回收，因为使用回收的资源制造产品可以节省电力。 v现代人正进入“室内空气污染”时期在世界卫生组织公布的2002年世界卫生报告中，室内烟尘与高血压、胆固醇过高症及肥胖症等被共同列为人类健康的10大威胁。报告指出，尽管空气污染物主要存在于室外，但是人们长期生活在室内，因此人们受到的空气污染主要来源于室内空气污染。v专家认为，继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后，现代人正进入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。 v据统计，全球近一半的人处于室内空气污染中，室内环境污染已经引起35.7%的呼

4、吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。目前中国每年由室内空气污染引起的超额死亡数已经达到11.1万人，超额急诊数达430万人次，直接和间接经济损失高达107亿美元。v调查表明，现代人平均有90%的时间生活和工作在室内，65%的时间在家里。而现代城市中室内空气污染的程度则比室外高出数倍更令人担忧的是，儿童比成年人更容易受到室内空气污染的危害。一份来自北京儿童医院的调查在该院接诊的白血病患儿中有九成患儿家庭在半年内曾经装修。专家据此推测，室内装修材料中的有害物质可能是小儿白血病的一个重要诱因。世界卫生组织宣布全世界每年有10万人因为室内空气污染而死于哮喘病，而其中35%为儿童

5、。据统计，我国儿童哮喘患病率为2%5%，其中1至5岁儿童患病率高达85%。 综合调查显示,建筑及装饰材料、通风空调系统、办公设备和家用电器等是室内空气质量最重要的“隐性杀手”。随着高分子化学的发展，现在的建筑材料已由以往的砖木结构逐渐为高性能的塑料及钢铁所取代。绝缘材料、室内装饰材料、涂料及各种家具、墙壁、地板表面用油料，也多使用美观大方、经济实用的化学用品。 国家卫生、建设和环保部门曾经进行过一次室内装饰材料抽查，结果发现具有毒气污染的材料占68%，这些装饰材料会挥发出300多种挥发性的有机化合物，如甲醛、三氯乙烯、苯、二甲苯等，一旦进入家庭，将会引发各种疾病，其中包括呼吸道、消化道、神经内

6、科、视觉、高血压等30几种疾病，其中甲醛、苯、三氯乙烯等是已知的致癌物质。 建筑物自身也可能成为室内空气的污染源。一种是建筑施工中加入了化学物质，例如北方冬季施工时加入的防冻剂，渗出有毒气体氨。另一种是由地下土壤和建筑物中石材、地砖、瓷砖中的放射性物质形成的氡，这是一种无色无味的天然放射性气体，对人体危害极大。 随着越来越多的现代化办公设备和家用电器进入室内，由此产生的空气污染、噪声污染、电磁波及静电干扰、紫外线辐射等给人们的身体健康带来不可忽视的影响。空调在现代生活中日益普及,造成人体、房间和空调机最后在室内形成一个封闭的循环系统，极容易使细菌、病毒、霉菌等微生物大量繁衍。 另外，做饭和吸烟

7、等室内燃烧和人体自身的新陈代谢及各种生活废弃物的挥发也是室内空气污染的来源。厨房中的油烟和香烟中的烟雾成分极其复杂，目前已经分析出3800多种物质。它们在空气中以气态、气溶胶态存在，其中气态物质占90%，其中许多物质具有致癌性。 人在室内活动，除人体本身通过呼吸道、皮肤、汗腺可排出大量污染物外，其他日常生活，如化妆、灭虫等也会造成空气污染，因此房间内人数过多时，会使人疲倦、头昏，甚至休克。 主要的环境污染主要的环境污染-水体污染水体污染 v为防止环境污染，保障人们健康，各国都制定了符合各自国情的水质标准。我国地面水水质卫生要求见表52。v表52 中国地面水水质卫生要求 指标 卫生要求 悬浮物质

8、色、嗅、味漂浮物质pH值生化需氧量（五天，20 C）溶解氧有害物质病原体 含有大量悬浮物质的工业废水，不得直接排入地面水不得呈现工业废水和生活污水所特有的颜色、异臭或异味水面上不得出现较明显的油膜和浮沫6.58.5不超过34mg/L不低于4mg/L（东北地区渔业水体应不低于5mg/L）不超过表53规定的最高容许浓度含有病原体的工业废水和医院污水，必须经过处理和严格消毒，彻底消灭病原体后方准排入地面水 v生化法生化法是利用微生物的生物化学作用处理废水中的有机物染物。例是利用微生物的生物化学作用处理废水中的有机物染物。例如，用火星污泥处理生活废水或有机化工厂的生产废水，使有机物如，用火星污泥处理生

9、活废水或有机化工厂的生产废水，使有机物转化降解为无毒的无机物而得到净化。转化降解为无毒的无机物而得到净化。v各种处理方法都有其特点和适用条件，往往需要配合使用。综合处各种处理方法都有其特点和适用条件，往往需要配合使用。综合处理废水一般可划分为一级、二级和三级处理。一级处理常用物理法。理废水一般可划分为一级、二级和三级处理。一级处理常用物理法。二级处理常用生化法和絮凝法。生化法的目的主要是除去一级处理二级处理常用生化法和絮凝法。生化法的目的主要是除去一级处理后的有机物。絮凝法主要是出去一级处理后废水中无机的悬浮物和后的有机物。絮凝法主要是出去一级处理后废水中无机的悬浮物和胶体微粒或低浓度的有机物

10、。三级处理可根据需要选择合适的方法胶体微粒或低浓度的有机物。三级处理可根据需要选择合适的方法进行进行“深度处理深度处理”。 。 土壤污染造成有害物质在农作物中积累，并通过食物链进入人体，引发各种疾病，最终危害人体健康。土壤污染直接影响土壤生态系统的结构和功能，最终将对生态安全构成威胁。例如：长期饮用受镉污染的自来水或地表水，食用受镉污染的水进行灌溉的农物作（特别是稻谷），会致使镉在体内蓄积，造成肾损伤，进而导致骨软化症，周身疼痛，称为“痛痛病”。此外，慢性镉中毒对人体生育能力也有所影响，它会严重损伤Y因子，使出生的婴儿多为女性。成年人铅中毒后经常会出现：疲劳、情绪消沉、心脏衰竭、腹部疼痛、肾虚

11、、高血压、关节疼痛、生殖障碍、贫血等症状。孕妇铅中毒后会出现流产、新生儿体重过轻、死婴、婴儿发育不良等严重后果。而儿童经常会出现：食欲不振、儿童经常会出现：食欲不振、胃疼、失眠、学习障碍、便秘、恶心、腹泻、疲劳、智商胃疼、失眠、学习障碍、便秘、恶心、腹泻、疲劳、智商低下、贫血等症状低下、贫血等症状。污染物进入土壤的途径 主要有：污水灌溉污水灌溉。用未经处理或未达到排放标准的工业污水灌溉农田是污染物进入土壤的主要途径，其后果是在灌溉渠系两侧形成污染带。属封闭式局限性污染。酸雨和降酸雨和降尘尘。工业排放的 SO2、NO等有害气体在大气中发生反应而形成酸雨，以自然降水形式进入土壤，引起土壤酸化。冶金

12、工业烟囱排放的金属氧化物粉尘（铬、铅、铜、镉等重金属 )，则在重力作用下以降尘形式进入土壤，形成以排污工厂为中心、半径为2至3公里范围的点状污染。汽车排气汽车排气。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤，行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。向土壤倾倒固体废弃物向土壤倾倒固体废弃物。工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如，各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用，如果管理、回收不善，大量残膜碎片散落田间，会造成农田“白色污染”。这样的固体污染物既不易蒸发、挥发，也不易被土壤微生物分解，是一种长期滞留土壤的污染物。过量施用农药、化过量施用农药、化肥肥。属农业区开放性的。污水灌

13、溉对土壤的污染污水灌溉对土壤的污染生活污水和工业废水中，含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分，所以合理地使用污水灌溉农田，一般有增产效果。但污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质，如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉，会将污水中有毒有害的物质带至农田，污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染；石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。 化肥对土壤的污染化肥对土壤的污染施用化肥是农业增产的重要措施，但不合理的使用，也会引起土壤污染。长期大量使用氮肥，会破坏土壤结构，造成土壤板结，生物学性质恶化，影响农作物的产

14、量和质量。过量地使用硝态氮肥，会使饲料作物含有过多的硝酸盐，妨碍牲畜体内氧的输送，使其患病，严重的导致死亡。农药对土壤的影响农药对土壤的影响农药能防治病、虫、草害，如果使用得当，可保证作物的增产，但它是一类危害性很大的土壤污染物，施用不当，会引起土壤污染。喷施于作物体上的农药（粉剂、水剂、乳液等），除部分被植物吸收或逸入大气外，约有一半左右散落于农田，这一部分农药与直接施用于田间的农药（如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂和杀虫剂等）构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药，在根、茎、叶、果实和种子中积累，通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。此外，农药在杀虫、防病的同时，也使有益于农业的微

15、生物、昆虫、鸟类遭到伤害，破坏了生态系统，使农作物遭受间接损失。 一）科学地进行污水灌溉工业废水种类繁多，成分复杂，有些工厂排出的废水可能是无害的，但与其他工厂排出的废水混合后，就变成有毒的废水。因此在利用废水灌溉农田之前，应按照农田灌溉水质标准规定的标准进行净化处理，这样既利用了污水，又避免了对土壤的污染。（二）合理使用农药 重视开发高效低毒低残留农药合理使用农药，这不仅可以减少对土壤的污染，还能经济有效地消灭病、虫、草害，发挥农药的积极效能。在生产中，不仅要控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间，提高喷洒技术，还要改进农药剂型，严格限制剧毒、高残留农药的使用，重视低毒、低残留农药

16、的开发与生产。（三）合理施用化肥，增施有机肥根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点，配方施肥，严格控制有毒化肥的使用范围和用量。增施有机肥，提高土壤有机质含量，可增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯杂苯除草剂及某些农药，腐殖质能促进镉的沉淀等。同时，增加有机肥还可以改善土壤微生物的流动条件，加速生物降解过程。土壤污染的防治土壤污染的防治（四）施用化学改良剂，采取生物改良措施在受重金属轻度污染的土壤中施用抑制剂，可将重金属转化成为难溶的化合物，减少农作物的吸收。常用的抑制剂有石灰、碱性磷酸盐、碳酸盐和硫化物等。例如，在受镉污染的酸性、微酸性土壤中施用石灰或碱性炉灰

17、等，可以使活性镉转化为碳酸盐或氢氧化物等难溶物，改良效果显著。因为重金属大部分为亲硫元素，所以在水田中施用绿肥、稻草等，在旱地上施用适量的硫化钠、石硫合剂等有利于重金属生成难溶的硫化物。对于砷污染土壤，可施加Fe和MgCl等生成、等难溶物减少砷的危害。另外，可以种植抗性作物或对某些重金属元素有富集能力的低等植物，用于小面积受污染土壤的净化。如玉米抗镉能力强，马铃薯、甜菜等抗镍能力强等。有些蕨类植物对锌、镉的富集浓度可达数百甚至数千，例如，在被砷污染的土壤上谷类作物无法生存，但在其上生长的苔藓砷富集量可达125010。总之，按照“预防为主”的环保方针，防治土壤污染的首要任务是控制和消除土壤污染源，对已污染的土壤，要采取一切有效措施，清除土壤中的污染物，控制土壤污染物的迁移转化，改善农村生态环境，提高农作物的产量和品质，为广大人民群众提供优质、安全的农产品。 中国土壤污染的特点中国土壤污染的特点土壤污染具有隐蔽性和滞后性。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观，通过感官就能发现。而土壤污染则不同，它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此，土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。如日本的“痛痛病”经过了1020年之后才被人们所认识。土壤污染